Prawie każdy mieszkaniec planety Ziemia zna tę chorobę. Wszyscy chorujemy na grypę raz lub dwa razy w roku. Wielu nawet uważa tę chorobę za coś nieuniknionego, ironicznie mówiąc: „Jeśli grypa jest leczona, ustąpi po siedmiu dniach, jeśli nie zostanie wyleczona, ustąpi w ciągu tygodnia”.
W międzyczasie przypomnij sobie, jak brutalni Marsjanie z Wojny światów HG Wellsa zostali pokonani. Nie zostali pokonani przez armaty ziemian, ale przez wroga, którego nigdy nie widzieli - wirusa grypy. Co więcej, powieść science fiction, która ukazała się w nakładzie w 1898 roku, okazała się nieco prorocza. Pisarz nie tylko przewidział zbliżającą się „wojnę światów”, ale także jej niewidzialnego zwycięzcę. Wiadomo przecież, że od hiszpańskiej grypy w I wojnie światowej zginęło około 20 milionów ludzi - więcej niż na froncie zachodnim i wschodnim łącznie.
Hiszpańska grypa, zwana inaczej „hiszpańską grypą”, była najprawdopodobniej największą pandemią grypy w historii ludzkości w liczbach bezwzględnych, zarówno pod względem liczby zarażonych, jak i zgonów.
grypa przychodzi do nas, wiemy skąd? Z kosmosu … Jednak weźmy wszystko w porządku.
Pierwszą osobą, która opisała chorobę grypopodobną, był Hipokrates. Wszyscy znamy te objawy - gwałtowny wzrost temperatury, ból głowy i mięśni, zaczerwienienie i ból gardła. A główną cechą choroby jest jej skrajna zaraźliwość. Jak tylko ktoś zachorował, po kontakcie z nim, w ciągu kilku dni zachorowało kilkadziesiąt osób, a w ciągu tygodnia setki. Tak zaczęły się epidemie. W kronikach historycznych odnotowywane są przypadki pandemii, tj. epidemie, które objęły całe kraje i kontynenty.
Epidemie były dość częste i mniej więcej co 25-30 lat przybierały charakter światowej katastrofy. Dlatego najlepsze siły medyczne planety zostały rzucone w rozpoznanie korzeni tej choroby, poszukiwanie kontroli nad nią. Naukowcy rozważali różne teorie dotyczące występowania grypy - od wpływu konstelacji „grypy” po początkowy etap cholery i wpływ pola elektromagnetycznego Ziemi.
Dopiero w 1889 roku, podczas kolejnej epidemii grypy, niemiecki naukowiec Richard Pfeiffer wyodrębnił z plwociny pacjentów bardzo małą bakterię, podobną do patyka, którą natychmiast nazwano „pałeczką Pfeifer” i zidentyfikowano jako przyczynę grypy. Ale do tego czasu nie wynaleziono jeszcze antybiotyków, a leczenie grypy było nadal zadaniem nie do pokonania.
Film promocyjny:
Jak już wspomniano, w 1918 r. Rozpoczęła się największa pandemia grypy, która pochłonęła więcej ofiar niż wszystkie działania wojenne pierwszej wojny światowej.
Pierwsza fala pandemii trwała dziesięć miesięcy, w tym czasie infekcja rozprzestrzeniła się na cały świat. Była też druga i trzecia fala, nie mniej straszna niż pierwsza. W ciągu dwóch lat grypa zabrała około 2,5% światowej populacji, tj. według różnych źródeł od 20 do 40 milionów ludzi.
Ludzie umierali w ciągu jednego dnia - człowiek rano wstał zdrowy, w ciągu dnia temperatura gwałtownie wzrosła, a wieczorem umierał. Jeśli jakimś cudem udało się przeżyć i pokonać pierwszy przebieg choroby, to praktycznie nie można było uniknąć śmierci - osoba zmarła później z powodu powikłań spowodowanych grypą, na przykład na zapalenie płuc. I jeszcze jedna cecha dotyczyła grypy hiszpańskiej - grypa ta dotknęła tylko dorosłą populację ludzkości, omijając dzieci i osoby starsze.
Po pandemii na polu lekarzy i naukowców pojawiła się kwestia znalezienia lekarstwa na grypę. Ale jak to znaleźć, jeśli pojawiły się wątpliwości co do bakteryjnego charakteru występowania grypy? W końcu, jeśli wszystkie epidemie były powodowane przez ten sam Bacillus, to dlaczego tak bardzo się od siebie różniły?
W 1931 roku Amerykanin Richard Shoupe dokonał odkrycia: grypę wywołuje wirus! Początkowo wielu było sceptycznie nastawionych do tego odkrycia, ale dwa lata później odkryto wirusa wywołującego chorobę u ludzi (Orthomixovirus influenzae). Jednak wszelkie próby zarażenia zwierząt doświadczalnych „wirusem grypy A”, na którym naukowcy testują wszystkie swoje teorie i metody, zakończyły się niepowodzeniem. Zwierzęta uparcie odmawiały zachorowania. I już mieli odrzucić teorię o wirusowym pochodzeniu grypy, kiedy nagle wydarzył się taki incydent.
Amerykański odkrywca Wilson Smith, robiąc kolejną rundę zwierząt, zobaczył powolną fretkę. Kiedy go podniósł, fretka kichnęła, a kilka dni później Wilson Smith zachorował na grypę. W ten sposób po raz pierwszy miała miejsce eksperymentalna infekcja grypy, która pozwoliła wyizolować wirusa wywołującego chorobę.
W ciągu następnych siedmiu lat wirusy typu B i C zostały również wyizolowane, przebadane i potwierdzone eksperymentalnie.
Dość dużo wiadomo teraz o tych wirusach. Na przykład wirus typu A powoduje choroby o umiarkowanym lub ciężkim nasileniu nie tylko u ludzi, ale także u ptaków, koni, świń i fretek. To właśnie ten typ wirusa powoduje wszystkie pandemie. Wirus typu B infekuje tylko ludzi, najczęściej chorują na niego dzieci, choroba powoduje lokalne wybuchy epidemii. Wirus typu C był znacznie mniej badany, być może dlatego, że jest najłagodniejszą formą ludzkiego wirusa. Nie powoduje epidemii i poważnych powikłań, dlatego nie zwracaj na to szczególnej uwagi.
Więc wróg jest znany. Konieczne jest znalezienie środków, aby temu zaradzić. Ale okazało się, że nie jest to takie łatwe. Sam wirus jest po prostu łańcuchem kwasów nukleinowych, które niosą informację genetyczną i są chronione przez otoczkę. Wirusy są tak małe, że zwykle nie da się ich złapać i zabić w powietrzu. Nikt nawet nie podejrzewa jego istnienia, dopóki wirusy nie zaczną się rozmnażać, atakując organizm człowieka lub zwierzęcia, powodując chorobę.
Co więcej, gdy trwa okres inkubacji (od kilku godzin do kilku dni) i wirus aktywnie namnaża się, nawet sam zarażony nie odczuwa żadnej szczególnej dolegliwości. Dopiero gdy liczba chorych komórek osiągnie masę krytyczną, człowiek zachoruje. Ale potem, jak mówią, jest już za późno na picie Borjomi, aby podjąć pewne środki zapobiegawcze.
Choroba może trwać od jednego do kilku tygodni, w zależności od stanu układu odpornościowego. Nauczywszy się rozpoznawać wirusa, siły odpornościowe stopniowo niszczą chore komórki, tworząc potężną obronę przed nowymi atakami. Po takiej chorobie osoba uzyskuje stabilną odporność na ten typirus przez wiele lat.
I wszystko byłoby dobrze, gdyby w następnym roku atak powtórzyły się dokładnie te same wirusy. Ale mają tendencję do bardzo szybkiej mutacji, tworząc nowe szczepy. Za każdym razem, gdy występuje tak zwany dryf antygenowy, nowy typ wirusa z łatwością omija bariery odpornościowe.
To prawda, że chociaż mutacje są nieistotne, ta forma wirusa nie może powodować poważnych epidemii i pandemii. Ale czasami, raz na 20-40 lat, znikąd wirus zrzuca tak straszne, że wszystko zaczyna ich boleć. A niektórzy nawet umierają, ponieważ ten wirus osłabia organizm tak bardzo, że człowiek umiera z powodu różnego rodzaju komplikacji.
Jak już powiedzieliśmy, lekarze zwalili z nóg, próbując znaleźć tę jaskinię, w której wirusy grypy siedzą od dziesięcioleci, przechodząc przez liczne mutacje, dając początek wszystkim nowym, czasami bardzo strasznym szczepom. Wirusolodzy zbadali wszystkie zakątki ziemi, ale na próżno.
„Nie szukam!” - mówili jeszcze w latach 70. ubiegłego wieku ludzie dość daleko od medycyny, a mianowicie brytyjscy astrobiolodzy Chandra Wickramasingh i jego nauczyciel Fred Hoyle. Postawili hipotezę, że wirusy są obcymi mieszkańcami. Przybywają na Ziemię z ogonów przelatujących komet. Nie bez powodu wiele ludzi wierzy: jeśli zobaczyłeś kometę, spodziewaj się kłopotów.
Nieproszeni pasażerowie również skaczą na spadochronie na powierzchnię Ziemi z kosmicznym pyłem i wieloma małymi meteorytami, które bombardują nas w każdej chwili.
Lekarze początkowo nie wierzyli astrobiologom, ale wkrótce przedstawili dowody. Na meteorytach zaczęli szukać i znajdować pozostałości biomateriałów - bakterii i wirusów. Ponadto Wikramasinghu i jego koledzy odkryli niedawno dużą liczbę żywotnych, wysoko rozwiniętych mikroorganizmów w próbkach powietrza pobranych na wysokości około 40 kilometrów. Według szacunków Wikramasingha każdego dnia na każdy metr kwadratowy Ziemi spada z przestrzeni międzyplanetarnej do 20 000 bakterii i jeszcze więcej wirusów. Co więcej, większość tych drobnoustrojów jest podobna do mikroorganizmów lądowych.
„Spożycie zaawansowanych mikroorganizmów o wyraźnym podobieństwie do bakterii lądowych zwiększa prawdopodobieństwo, że bakterie chorobotwórcze i wirusy mogą również dostać się na Ziemię z kosmosu. Kroniki historii medycyny opisują wiele wybuchów śmiertelnych epidemii, których przyczyną, jak można przypuszczać na podstawie uzyskanych danych, były mikroorganizmy sprowadzone z kosmosu”- pisze Wickramasingh i jego współpracownicy.
To właśnie epidemie „kosmiczne” naukowcy odnoszą się obecnie do dżumy w Atenach, dziwnej pandemii grypy z lat 1917-1919 i niektórych późniejszych pandemii.
Wickramasingh wspomina, że zimą 1918 roku doszło do nagłego wybuchu choroby w odległych rejonach Alaski, których mieszkańcy przez kilka miesięcy nie mieli kontaktu ze światem zewnętrznym. Próbowali wyjaśnić to zdarzenie pojawieniem się jakiegoś szczególnie zakaźnego mikroorganizmu, który może jednocześnie zarazić dużą liczbę ludzi, a tym samym doprowadzić do kilku wybuchów choroby w różnych miejscach. Jednak wersja „pionowej” konwergencji patogenu nie była wówczas nawet brana pod uwagę.
Według Wickramasingha, w stosunkowo niedawnych czasach wybuch SARS (atypowe zapalenie płuc) również sugeruje pozaziemskie pochodzenie wirusa. Po pierwsze, nigdy wcześniej nie spotkał się na Ziemi (a to, nawiasem mówiąc, również budzi podejrzenia co do jego sztucznego pochodzenia). Po drugie, odkąd po raz pierwszy pojawił się w Chinach, Wickramasingh sugeruje, że większość wirusa uderzyła w powierzchnię Ziemi w Himalajach, gdzie warstwa stratosferyczna jest najcieńsza, a dopiero potem sporadycznie wypadała na pobliskie terytoria.
Vikramasingh wskazuje również, że transport lotniczy samych Ziemian również przyczynia się do masowego rozprzestrzeniania się epidemii. W końcu osoba, która zachoruje na jednym końcu planety w ciągu kilku godzin, może znajdować się na innym kontynencie, dziesiątki tysięcy kilometrów od miejsca startu, zarażając setki, a nawet tysiące ludzi po drodze, nie podejrzewając tego.
Z tym podstępnym przeciwnikiem muszą sobie radzić nasi wirusolodzy, który od wielu dziesięcioleci bezskutecznie próbuje opracować uniwersalną szczepionkę przeciw grypie. Chociaż zawsze się spóźniają, opracowują szczepionki przeciwko szczepowi, którego epidemia już minęła. Ale wydaje się, że wkrótce sytuacja może zostać naprawiona.
Powiedzieliśmy już, że współczesna mobilność i przeludnienie ludzkości przyczynia się do szybkiego rozprzestrzeniania się epidemii. Człowiek wysiada z samolotu, jedzie autobusem z lotniska do miasta, przesiadka do metra i od czasu do czasu kicha. Okazuje się, że wystarczy, że po drodze zaraził już kilkaset osób, które akurat były blisko niego.
A potem epidemia rozwija się jak reakcja łańcuchowa w kotle atomowym. Z kolei każdy z nowo zainfekowanych jest w stanie zarażać co najmniej kilkadziesiąt osób w ciągu dnia. A za kilka dni wszyscy będą mówić o epidemii jako o fakcie.
To tylko jeden z możliwych scenariuszy wybuchu epidemii, obliczony w Instytucie Modelowania Matematycznego Rosyjskiej Akademii Nauk. Z początku matematycy nie mieli zamiaru inwazji na medycynę. Jednym z zadań, które rozwiązali pod koniec ubiegłego wieku, było obliczenie trajektorii lądującego statku kosmicznego.
Matematycy zastosowali w swojej pracy tzw. Metodę bezpośredniego, statystycznego modelowania Monte Carlo; umożliwiał operowanie na ogromnej ilości danych początkowych. Dzisiaj, aby obliczyć zejście statku kosmicznego, naukowcy mogą uwzględnić parametry ruchu dziesiątek milionów cząstek.
I nagle okazało się, że cząsteczki te zachowują się jak ludzie - mieszkańcy wielomilionowej metropolii; mają też własne trajektorie ruchu, dotykają się, współdziałają w procesach zachodzących wokół nich. Tylko w mieście, zamiast schodzącego statku kosmicznego, na przykład infekcja przedostaje się przez tłum.
Jednak początkowo badacze nie zdawali sobie sprawy, że mają w rękach doskonałe narzędzie do modelowania procesów zachodzących w populacji ludzkiej. Zostali jednak poproszeni przez biologów o pomoc w analizie zmian w populacji lemingów, które również cierpią na różnego rodzaju choroby epidemiczne. Stąd już był jeden krok do modelowania rozprzestrzeniania się epidemii wśród ludzi.
A jeśli wcześniej do analizy takich przypadków używano tylko równań różniczkowych, to nowy aparat matematyczny pomógł w uczynieniu analizy, a potem prognozy znacznie dokładniejszej. Co więcej, matematycy osiągnęliby jeszcze większy sukces, gdyby nie przeszkadzała im notoryczna tajemnica. W szczególności praktycznie wszystkie dane statystyczne były w ZSRR utrzymywane w tajemnicy.
Istnieją co najmniej dwa powody. Po pierwsze, nasi statystycy często pracują raczej niedbale, a gromadzone przez nich dane są dość dalekie od rzeczywistości. Drugi powód jest czysto polityczny: nawet przybliżone dane statystyczne dość jasno pokazały błędy socjalistycznego systemu gospodarczego. Tak więc wbrew temu, co pisały gazety, żaden z pięcioletnich planów ZSRR nie został w pełni zrealizowany, a słynny plan siedmioletni, który obiecał, że wszyscy powinniśmy żyć w komunizmie, nie powiódł się.
Według dyrektora Instytutu Badawczego Grypy Rosyjskiej Akademii Nauk Medycznych, akademika Olega Kiseleva, tak zwane właściwe organy do dziś skrupulatnie wydzielają wskaźniki medyczne. Kiedy akademik już w obecnym stuleciu potrzebował danych na temat epidemii grypy w latach 50. i 60. ubiegłego wieku, „nie mogliśmy uzyskać żadnych, nawet najbardziej przybliżonych danych”.
A teraz naukowcy próbują przebić się przez biurokratyczny mur: zbierają dane różnymi kanałami, nawiązują kontakty z kierownictwem kolei i linii lotniczych, aby śledzić główne potoki ruchu. Informacje te będą nieocenione, jeśli będziesz potrzebować symulacji przenoszenia infekcji w całym kraju w przypadku pandemii lub ataku terrorystycznego. Wydaje się jednak, że problem ten dotyczy tylko naukowców. Ale jeśli mimo wszystko nowy wirus pojawi się w populacji ludzkiej, będzie za późno na obliczenie konsekwencji.
Tymczasem za granicą już dawno zrozumiano korzyści płynące z prognozowania wstępnego. Interdyscyplinarny państwowy projekt MIDAS (Models of Infectious Diseases Agent Study) działa w USA od 2002 roku, utworzony z rekomendacji General National Advisory Council for Medical Sciences.
Matematycy wspólnie z przedstawicielami innych specjalności pracują nad scenariuszami możliwych pandemii i ataków bioterrorystycznych. W projekcie biorą udział dwa tuziny największych amerykańskich uniwersytetów i ośrodków badawczych, a jego ustalenia są uwzględniane przy opracowywaniu narodowego planu awaryjnego.
